(57)【要約】【課題】熱硬化性導電ペーストを加熱、冷却してもクラックの生じにくい有機ＥＬ素子の実装構造とそれを用いた面状発光装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】本実施形態の有機ＥＬ素子の実装構造においては、対となる第一電極部Ａとその第一電極部Ａ間に介在された発光層を含む有機化合物層６からなる有機ＥＬ素子を基材２上に実装する有機ＥＬ素子の実装構造であって、表面に前記有機ＥＬ素子が配設される基材２と、外部接続用の第二電極部Ｂと、基材２上の第一電極部Ａと第二電極部Ｂとを電気的に接続する導電性接続部４と、を備え、導電性接続部４は、基材２の裏面側と表面側に接着している。  本実施形態の有機ＥＬ素子の実装構造によれば、導電性接続部４は形成基板１の表面側及び裏面側の両方に接触しているため、接触面積を増やすことができ、導電性接続部４の焼成時に加わる応力の影響を低減し、クラックの発生を低減することができる。【選択図】図１
2013030477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対となる第一電極部とその第一電極部間に介在された発光層を含む有機化合物層とを形成基板上に有する有機ＥＬ素子を
基材上に実装する有機ＥＬ素子の実装構造であって、
表面に前記有機ＥＬ素子が配設される基材と、
外部接続用の第二電極部と、
前記基材上の前記第一電極部と前記第二電極部とを電気的に接続する導電性接続部と、を備え、
前記導電性接続部は、前記基材の裏面側と表面側に接着していることを特徴とする有機ＥＬ素子の実装構造。
【請求項２】
前記形成基板の裏面上における前記導電性接続部の平面視における面積は、
前記形成基板の表面上における前記導電性接続部の平面視における面積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子の実装構造。
【請求項３】
前記基材および前記形成基板は透光性を有し、
前記形成基板表面には陽極と発光層を含む有機化合物層と陰極とを有する有機ＥＬ素子部が設けられ、
前記有機ＥＬ素子部と前記形成基板とを覆い前記基材とともに前記有機ＥＬ素子部への水分の到達を阻止する保護部が設けられ、
請求項１または２記載の有機ＥＬ素子の実装構造を有する面状発光装置。
【請求項４】
前記基材表面上の前記第二電極部上に熱硬化性導電ペーストを設ける第一の工程と、
前記熱硬化性導電ペーストの一部を前記形成基板により圧迫し前記形成基板の裏面に前記熱硬化性導電ペーストを圧着する第二の工程と、
平面視において前記形成基板に重複しない位置に存在する前記熱硬化性導電ペーストと前記第一電極部とを覆う位置に前記熱硬化性導電ペーストをさらに設ける第三の工程を有することで前記導電性接続部を形成することを特徴とする請求項１また２記載の有機ＥＬ素子の実装構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、有機ＥＬ素子の実装構造とそれを用いた面状発光装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラスチック基板上に設けた有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と略称する）を利用した面状発光装置が各所で研究開発されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子としては、例えば、透光性基板（透明基板）の一表面側に、陽極となる透明電極、ホール輸送層、発光層（有機発光層）、電子注入層、陰極となる電極の積層構造を備えたものが知られている。この種の有機ＥＬ素子では、陽極と陰極との間に電圧を印加することによって発光層で発光した光が、透明電極および透光性基板を通して取り出される。
【０００４】
このような有機ＥＬ素子を用いた面状発光装置として、例えば特開２００２−３７３７７７号公報（特許文献１）がある。
【０００５】
この面状発光装置は有機ＥＬ素子を設けたプラスチック基材を接着層によりガラス上に固定し、ガラス上に設けられた電極取り出しパターンと有機ＥＬ素子の陽極、陰極とを熱硬化性導電ペーストである銀ペーストからなる導電性接続部を介して電気的に接続している。
【０００６】
有機ＥＬ素子のプラスチック基材側に透明陽極層であるＩＴＯ膜を設け、これを陽極として使用することで、ガラス側から光を取り出すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３７３７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記従来の有機ＥＬ素子を用いた面状発光装置は有機ＥＬ素子を設けたプラスチック基材を接着層によりガラス上に固定するという構造を有している。このような構造においては、有機ＥＬ素子の陽極及び陰極とガラス基板上に設けられた電極取り出しパターンとの間を電気的に接続するため、熱硬化性導電ペーストである銀ペーストを加熱、硬化させた導電性接続部を用いる必要がある。ここで加熱、冷却の際に熱硬化性ペーストである銀ペーストのみならずプラスチック基板やガラス基板において熱膨張、熱収縮が生じる。それによって応力が加わり、硬化した熱硬化性導電ペーストである銀ペーストにクラックが生じてしまい、接続信頼性の低下を招いていた。
【０００９】
本願発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱硬化性導電ペーストを加熱、冷却してもクラックの生じにくい有機ＥＬ素子の実装構造とそれを用いた面状発光装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明の有機ＥＬ素子の実装構造は、対となる第一電極部とその第一電極部間に介在された発光層を含む有機化合物層からなる有機ＥＬ素子を基材上に実装する有機ＥＬ素子
の実装構造であって、表面に前記有機ＥＬ素子が配設される基材と、外部接続用の第二電極部と、前記基材上の前記第一電極部と前記第二電極部とを電気的に接続する導電性接続部と、を備え、前記導電性接続部は、前記基材の裏面側と表面側に接着していることを特徴とする。
【００１１】
またこの有機ＥＬ素子の実装構造においては、前記形成基板の裏面上における前記導電性接続部の平面視における面積は前記形成基板の表面上における前記導電性接続部の平面視における面積よりも大きいことが好ましい。
【００１２】
さらに本願発明の面状発光装置は、前記基材および前記形成基板は透光性を有し、前記形成基板表面には陽極と発光層を含む有機化合物層と陰極とを有する有機ＥＬ素子部が設けられ、前記有機ＥＬ素子部と前記形成基板とを覆い前記基材とともに前記有機ＥＬ素子部への水分の到達を阻止する保護部が設けられ、上記の有機ＥＬ素子の実装構造を有することを特徴とする。
【００１３】
さらにこの有機ＥＬ素子の実装構造の製造方法においては、前記基材表面上の前記第二電極部上に前記熱硬化性導電ペーストを設ける第一の工程と、前記熱硬化性導電ペーストの一部を前記形成基板により圧迫し前記形成基板の裏面に前記熱硬化性導電ペーストを圧着する第二の工程と、平面視において前記形成基板に重複しない位置に存在する前記熱硬化性導電ペーストと前記第一電極部とを覆う位置に前記熱硬化性導電ペーストをさらに設ける第三の工程を有することで前記導電性接続部を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明の有機ＥＬ素子の実装構造は、導電性接続部の接触面積を増加させることで熱硬化性導電ペーストに加わる応力を分散させることができ、クラックを生じにくくすることができる。
【００１５】
また、本願発明の面状発光装置は上記有機ＥＬ素子の実装構造を有しているため、電気的な接続信頼性を安価な熱硬化性導電ペーストで向上させることができ、歩留の向上と低コスト化の両方を実現することができる。
【００１６】
また、本願発明の有機ＥＬ素子の実装構造とそれを用いた面状発光装置の製造方法は、上記有機ＥＬ素子の実装構造とそれを用いた面状発光装置を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本願発明の実施形態である有機ＥＬ素子の実装構造を用いた面状発光装置の分解斜視図である。
【図２】本願発明の実施形態である有機ＥＬ素子の実装構造を用いた面状発光装置の模式図である。
【図３】本願発明の実施形態である有機ＥＬ素子の実装構造の導電性接続部におけるシミュレーションの模式図である。
【図４】本願発明の実施形態である有機ＥＬ素子の実装構造の製造方法の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本願発明の実施形態について説明する。
（実施形態）
図１、２は実施形態にかかる有機ＥＬ素子の実装構造とそれを用いた面状発光装置を示している。
【００１９】
本実施形態の有機ＥＬ素子の実装構造においては、対となる第一電極部Ａとその第一電極部Ａ間に介在された発光層を含む有機化合物層６からなる有機ＥＬ素子を基材２上に実装する有機ＥＬ素子の実装構造であって、表面に前記有機ＥＬ素子が配設される基材２と、外部接続用の第二電極部Ｂと、基材２上の第一電極部Ａと第二電極部Ｂとを電気的に接続する導電性接続部４と、を備え、導電性接続部４は、基材２の裏面側と表面側に接着している。
【００２０】
また、形成基板１の裏面上における導電性接続部４の平面視における面積は形成基板１の表面上における導電性接続部４の平面視における面積よりも大きい。
【００２１】
また本実施形態の有機ＥＬ素子の実装構造を用いた面状発光装置においては、基材２および形成基板１は透光性を有し、形成基板１表面には陽極５と発光層を含む有機化合物層６と陰極７とを有する有機ＥＬ素子部８が設けられ、有機ＥＬ素子部８と形成基板１とを覆い基材２とともに有機ＥＬ素子部８への水分の到達を阻止する保護部９が設けられている。
【００２２】
以下、実施形態のより具体的な説明を行う。
【００２３】
図１、２は本実施形態の有機ＥＬ素子の実装構造とそれを用いた面状発光装置を示す。
【００２４】
形成基板１は裏面の外周縁周辺を固定部３によって基材２に固定されている。この際、形成基板１と基材２との間には２５μｍ程度の厚みからなる空間部１０が設けられている。空間部１０は光取出し効率向上のため、設けられている。空間部１０が設けられることで発光層を含む有機化合物層６から放射され、後述の通りガラス基板からなる基材２まで到達した光の反射ロスを低減することができる。
【００２５】
なお、この空間部１０は雰囲気を空気雰囲気としてあるが、真空、不活性ガス（例えば、アルゴンガスなど）、窒素ガス、ドライエアーの群から選択される１つの雰囲気とすれば、空気雰囲気である場合に比べて、有機ＥＬ素子部８への水分の到達を抑制でき、水分由来の劣化を起こりにくくすることが可能となる。
【００２６】
空間部１０の基材２側および／または形成基板１側の面には凹凸構造が設けられていても良い。この場合、基材２側に形成した方が製造容易となり好ましい。
【００２７】
凹凸構造については二次元周期構造を有した回折格子構造や、ゾーンプレート状構造に形成されることが好ましい。このような凹凸構造を有することで光取り出し効率の向上が考えられる。あるいは、色差を低減するために、ランダムな二次元構造を有してもよい。この場合、凹凸構造における凹部の深さは一定のものとして形成されていることが光取り出し効率の観点から好ましい。
【００２８】
さらに、この空間部１０には樹脂を充填し、この樹脂上に形成基板１を形成しても良い。基材２と形成基板１との間隔距離を容易に設計することができるため製造容易とすることができるとともに、機械的強度も向上する。
【００２９】
形成基板１は例えばＰＥＮフィルム等のプラスチックフィルムから形成されている。形成基板１は空間部１０を維持できる程度の機械的強度を要するため、形成基板１の厚みについては５０μｍ以上に設定しておくことが好ましい。
【００３０】
基材２はガラス基板からなる。高屈折率ガラス基板に比べて安価なガラス基板である無
アルカリガラス基板を用いているが、これに限らず、例えば、ソーダライムガラス基板を用いてもよい。また、基材２で用いるガラス基板については、有機ＥＬ素子部８を形成するためのものではないので、算術平均粗さＲａが数１００ｎｍ以上のガラス基板を用いることができ、素子形成用のガラス基板を用いて有機ＥＬ素子部８を形成した面状発光装置に比べて低コスト化を図ることが可能となる。
【００３１】
ここで、形成基板１の表面上に設けられた第一電極部Ａと基材２に設けられた第二電極部Ｂとを接続するため、導電性接続部４を設ける必要があるが、形成基板１の厚みが大きい場合、導電性接続部４によって接続を図る両電極（第一電極部Ａ、第二電極部Ｂ）間の距離が大きくなる。その結果、導電性接続部４の長さが大きくなり、焼成時に生じる応力の影響を受けやすくなる。
【００３２】
形成基板１は基材２に、固定部３によって固定されている。固定部３は形成基板１の裏面の外周縁を略全周にわたって基材２に接合する。固定部３は、例えば、接着用フィルム、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、接着剤（例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂など）などにより構成すればよい。なお、形成基板１の平面視形状は、矩形状としてあるが、矩形状に限らず、例えば、円形状、三角形状、五角形状、六角形状などでもよい。
【００３３】
形成基板１の表面には有機ＥＬ素子部８が、陽極５、発光層を含む有機化合物層６、陰極７の順で設けられる事により形成されている。陽極５にＩＴＯからなる透明導電膜を用いることで、形成基板１の裏面側から光を取り出すことができる。なお、有機ＥＬ素子部８は、平面視において陽極５、発光層を含む有機化合物層６、陰極７の３つが重複する領域が発光面となる。
【００３４】
陽極５と陰極７には、平面視において前記発光面と重複しない部分すなわち外周縁上に給電用の第一電極部Ａが設けられている。本実施形態においては陽極５、陰極７の端部をそれぞれ第一電極部Ａとして用いているが、別部材によって第一電極部Ａを形成してもよい。
【００３５】
基材２の形成基板１側の面には第一電極部Ａと電気的に接続される給電用外部電極である第二電極部Ｂが設けられている。第二電極部Ｂは例えば、Ａｕ膜、Ａｌ膜やＩＴＯ膜などにより構成すればよいが、材料や層構造は特に限定するものではなくて、下地との密着性や電気的に接続する部位の接触抵抗などを考慮して適宜設定すればよく、単層構造に限らず、多層構造でもよい。
【００３６】
第一電極部Ａと第二電極部Ｂとは熱硬化性導電ペーストである銀ペーストからなる導電性接続部４を介して電気的に接続してある。導電性接続部４は前述の通り、熱硬化性導電ペーストである銀ペーストからなる。
【００３７】
なお、形成基板１の裏面と導電性接続部４との接触面積については特に限定は無いが、大きな面積で接触を図るため、平面視において、形成基板１の表面上における導電性接続部４の面積よりも形成基板１の裏面上における導電性接続部４の面積の方が大きいことが好ましい。
【００３８】
保護部９は、ガラス基板（例えば、ソーダライムガラス基板、無アルカリガラス基板などの安価なガラス基板）を用いて形成してある。ここにおいて、保護部９は、基材２との対向面に、有機ＥＬ素子部８を収納する収納凹所１１が形成されており、上記対向面における収納凹所１１の周部を全周に亘って接合部１２を介して基材２と接合してある。
【００３９】
接合部１２は、例えば、低融点ガラス、接着用フィルム、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、接着剤（例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂など）などにより構成すればよい。
【００４０】
これによって、有機ＥＬ素子部８は、基材２と保護部９とで囲まれた気密空間内に収納されることとなる。ただし、基材２の一表面側には、第一電極部Ａと電気的に接続される給電用外部電極である第二電極部Ｂが設けられており、接合部１２の一部は各外部接続電極である第二電極部Ｂに接合されている。有機ＥＬ素子部８を気密空間内に収納しつつ、外部と有機ＥＬ素子部８を電気的に接続することが可能となる。
【００４１】
ここで熱応力解析シミュレーションによって、図３のように導電性接続部４を直径０．７０ｍｍの半球と仮定し、厚み１００μｍの形成基板１を基材２から２５μｍ離間させて、上記半球状の導電性接続部４に平面視において中心から０．０５ｍｍの位置にまで形成基板１が重複する系を考えた。
【００４２】
図３（ａ）は上記の通り、形成基板１の下に導電性接続部４の潜りこみが存在している本願実施形態の系を示し、図３（ｂ）は比較のために行った、形成基板１の下に導電性接続部４の潜りこみが存在していない系でのシミュレーションを示している。
【００４３】
この系において、１１０℃で加熱を行い、導電性接続部４を焼成すると、図３（ａ）の系においては導電性接続部４に加わる応力の最大値は１２０ＭＰａだったのに対し、図３（ｂ）の系においては導電性接続部４に加わる応力の最大値は１７６ＭＰａであった。
【００４４】
同様の傾向は実験結果においても観察された。厚み１００μｍの形成基板１を基材２から２５μｍ離間させて、導電性接続部４に平面視において０．０５ｍｍの位置にまで形成基板１が重複する系について、前述の図３（ａ）と同様、形成基板１の下に導電性接続部４の潜りこみが存在している場合と、図３（ｂ）と同様、形成基板１の下に導電性接続部４の潜りこみが存在していない場合との比較を行った。
【００４５】
その結果、１１０℃で加熱を行い、導電性接続部４を焼成すると、形成基板１の下に導電性接続部４の潜りこみが存在していない場合においてはクラック発生率が３０．０％だったのに対し、形成基板１の下に導電性接続部４の潜りこみが存在している場合においてはクラック発生率は３．６％にまで低減することができた。
【００４６】
この結果からも、本実施形態の構造が応力を緩和し、結果的に導電性接続部４に生じるクラックの数を低減する効果を有することが言え、本実施形態の面状発光装置は従来の面状発光装置に比べ、歩留率を大きく改善させることが可能となる。
【００４７】
なお、この際、加熱温度を１１０℃ではなく９０℃に設定すると、形成基板１の下に導電性接続部４の潜りこみが存在していない場合においてはクラック発生率が１７．０％であった。
【００４８】
また、加熱温度を１１０℃に設定した場合において形成基板１の厚みが２００μｍの場合はクラック発生率は４２．５％まで増大した。
【００４９】
さらに、加熱温度は１１０℃、形成基板１の厚みは１００μｍの場合で形成基板１と基材２とが５０μｍ離間している場合もクラック発生率は３２．８％まで増大した。
【００５０】
これらの傾向から、加熱温度は導電性接続部４の焼成が可能な範囲で低温であることが熱膨張、熱収縮の低減の観点から好ましく、形成基板１の厚みは小さい方が厚み方向の熱
膨張、熱収縮の低減の観点から好ましく、形成基板１と基材２との離間距離は小さい方が導電性接続部４の形状をより応力緩和可能な形とすることが容易となる点で好ましいといえる。
【００５１】
本実施形態の有機ＥＬ素子の実装構造によれば、導電性接続部４は形成基板１の表面側及び裏面側の両方に接触しているため、接触面積を増やすことができ、導電性接続部４の焼成時に加わる応力の影響を低減し、クラックの発生を低減することができる。また、形成基板１の裏面上における前記導電性接続部の平面視における面積は形成基板１の表面上における前記導電性接続部の平面視における面積よりも大きいため、接触面積をさらに増大させることができ、クラックの発生をさらに低減することができる。また、本実施形態の面状発光装置によれば、クラックの発生低減によって歩留を向上させることができる。
【００５２】
図４は本実施形態にかかる有機ＥＬ素子の実装構造とそれを用いた面状発光装置の製造方法を示している。
【００５３】
本実施形態にかかる有機ＥＬ素子の実装構造とそれを用いた面状発光装置の製造方法においては、基材２表面上の第二電極部Ｂ上に熱硬化性導電ペースト４Ａを設ける第一の工程（ａ）と、熱硬化性導電ペースト４Ａの一部を形成基板１により圧迫し形成基板１の裏面に圧迫された熱硬化性導電ペースト４Ａａを圧着する第二の工程（ｂ）と、平面視において形成基板１に重複しない位置に存在する熱硬化性導電ペースト４Ａｂと第一電極部Ａとを覆う位置に熱硬化性導電ペースト４Ｂをさらに設ける第三の工程（ｃ）を有することで導電性接続部４を形成する。
【００５４】
ここで注目すべきは、導電性接続部４は形成基板１の表面に接触しているのみならず、形成基板１の裏面にも潜りこみ、接触している点である。導電性接続部４は通常、形成基板１を基材２に固定部３で固定した後に表面から第一電極部Ａと第二電極部Ｂとを覆うように塗布して設ける。
【００５５】
しかし、本実施形態では図４のように、形成基板１を基材２に固定部３で固定する前に第二電極部Ｂを含む基材２表面上に熱硬化性導電ペースト（例えば銀ペースト）４Ａを設けている。その後、熱硬化性導電ペースト４Ａの一部を押しつぶすように、形成基板１で圧迫し、形成基板１の裏面に圧着させている。一部を押しつぶすことで、形成基板１の裏面には平坦化された熱硬化性導電ペースト４Ａａが存在するようになり、側面には隆起した熱硬化性導電ペースト４Ａｂが存在するようになり、形成基板１の裏面及び側面にも熱硬化性導電ペースト４Ａａ,４Ａｂが接着することとなる。その後、形成基板１の表面側から第一電極部Ａと形成基板１の側面側において隆起した熱硬化性導電ペースト４Ａｂとを覆うように熱硬化性導電ペースト４Ｂを設ける。
【００５６】
以上の過程によって形成基板１の表面、裏面、側面を熱硬化性導電ペースト４Ａ、４Ｂでコの字状に接触しつつ覆うことが可能となる。このような構造を有していると、焼成を行って導電性接続部４を形成する際にも、接触面積が大きい構造を有するため熱応力を分散させることができ、結果クラックの発生を大幅に軽減することが可能となる。
【００５７】
本実施形態の製造方法を用いることで、形成基板１裏面の広い面積に熱硬化性導電ペースト４Ａａを容易に潜りこませる事ができ、導電性接続部４と形成基板１との接触面積を容易に大きくすることによって、歩留率の高い有機ＥＬ素子の実装構造とそれを用いた面状発光装置を容易に製造することができる。
【符号の説明】
【００５８】
Ａ    第一電極部
Ｂ    第二電極部
１    形成基板
２    基材
３    固定部
４    導電性接続部
５    陽極
６    発光層を含む有機化合物層
７    陰極
８    有機ＥＬ素子部
９    保護部
１０  空間部
１１  収納凹所
１２  接合部
【図１】
2013030477.tif 000003
【図２】
2013030477.tif 000004
【図３】
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【図４】
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